융기원 김연상 교수팀, 친환경 패치형 압전 에너지수확소자 개발

[산업일보]
반복적 운동에 따른 에너지를 전기에너지로 전환해 주는 친환경 소재를 이용한 패치형 압전 에너지수확소자가 국내 연구진에 의해 개발됐다.

수원 광교테크노밸리(수원시 이의동)에 소재한 차세대융합기술연구원(원장:윤의준 / 이하 융기원)은 김연상 교수 연구팀이(융기원 친환경전지기술연구센터장 & 서울대 융합과학기술대학원(이하 융대원) 나노융합전공) 용액형 무기물 압전반도체를 이용해 반복적으로 감거나 휘는 환경에서 안정적인 압전 특성을 나타내는 패치형 압전 에너지수확소자를 최초로 개발했다고 밝혔다.

이 연구결과는‘친환경 소재를 이용한 패치형 압전 에너지수확소자 신기술 개발’이라는 제목으로 재료과학분야의 세계적인 학술지인 ‘어드밴스드 머트리얼즈(Advanced Materials)' 최신판 (2012. 11. 27 발행) 24권 45호의 인사이드 표지논문으로 게재됐다.
참여 연구진은 융기원, 융대원의 김연상 교수와 정성윤 박사과정생(제1저자), 성균관대학교 신소재공학과 김상우 교수, 한국과학기술연구원(KIST) 강종윤 박사 등으로 김연상 교수가 주도했다.

이번 연구는 교육과학기술부 한국연구재단의 기반형 융합연구사업 하이브리드 에너지 기술 개발 사업단(단장: KIST, 윤석진 본부장)과 글로벌 프론티어 소프트일렉트로닉스 연구단(단장: POSTECH, 조길원 교수)의 지원을 받아 수행됐다.

김연상 교수팀의 이 연구는 압전 에너지수확소자는 주변에 존재하는 진동이나 인체활동 중 발생하는 반복적인 움직임으로부터 발생하는 소모성의 기계적 에너지를 전기에너지로 무한히 변환할 수 있는 자가 발전체이다. 또한, 환경을 훼손하지 않으면서 안정적 공급이 가능하고 소형, 경량화가 가능하다는 장점이 있어 세계적으로 활발히 연구되고 있는 분야이다.

저가의 원료물질을 이용해 공정비용이 높고 복잡한 압전 에너지수확소자를 대체할 수 있는 가능성을 열어줬다는 것이 김 교수의 설명이다. 또한, 인체에 무해한 압전소재를 이용한다는 특징을 가지고 있으며, 반복적인 운동에 따른 에너지를 전기에너지로 효과적으로 전환해 준다는 점에서 향후 의류형 압전패치나 모바일 기기 등에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.